Question

某植物为雌雄异株，性别决定方式为XY型，植物的叶鞘被毛与无毛是一对相对性状(由基因A、a控制，被毛为显性性状)。现有纯合雄性被毛植株与纯合雌性无毛植株杂交，F₁中雄性全为无毛植株、雌性全为被毛植株。研究小组拟通过假说演绎法探究相关基因的位置。请完善并分析回答下列问题：

(1)根据杂交实验结果提出以下两种假说：

假说一：控制叶鞘被毛与否的基因位于X染色体上，Y染色体上没有等位基因。

假说二：控制叶鞘被毛与否的基因位于常染色体上，但性状与性别相关联。Aa表现型为_________，出现这种现象的根本原因是_____________________________________，它说明了____________________________________________________________________。

(2)请帮助他们从现有材料中选择合适的亲本设计一次杂交实验，探究上述假说是否成立。(要求写出实验思路并分析实验结果)______________________________________________。

(3)某植物茎有紫色和绿色两种，由等位基因N-n控制。某科学家用X射线照射纯合紫茎植株Ⅰ后，再与绿茎植株杂交，发现子代有紫茎732株、绿茎1株（绿茎植株Ⅱ），绿茎植株Ⅱ与正常纯合的紫茎植株Ⅲ杂交得到F₁，F₁再严格自交的F₂。（若一条染色体片段缺失不影响个体生存，两条染色体缺失相同的片段个体死亡。）

①若F₂中绿茎植株占比例为1/4，则绿茎植株Ⅱ的出现的原因是__________。

②绿茎植株Ⅱ的出现的另一个原因可能是______，则F₂中绿茎植株所占比例为_______。

Answer

雌性个体为被毛、雄性个体为无毛 基因选择性表达 表现型是基因和环境共同作用的结果 让F1雄性无毛植株与雌性被毛植株杂交，观察后代的表现型（让F1雄性无毛植株与纯合雌性无毛植株杂交，观察后代的表现型）。若杂交后代出现雄性被毛：雄性无毛：雌性被毛：雌性无毛=1：1：1：1，则假说一成立；若杂交后代出现雄性被毛：雄性无毛：雌性被毛：雌性无毛=1：3：3：1，则假说二成立(若杂交后代均为无毛，则假说一成立；若杂交后代出现雌性被毛或雄性无毛：雌性被毛：雌性无毛=2：1：1，则假说二成立)。 基因突变 含N基因的染色体片段缺失 1/7

【解析】

根据题意可知，“纯合雄性被毛植株与纯合雌性无毛植株杂交，F1中雄性全为无毛植株、雌性全为被毛植株”，说明后代的表现型与性别相关联，这可能有两种情况：基因只位于X染色体上，并且被毛为显性性状，即两亲本的基因型为XAY、XaXa，后代基因型为XaY、XAXa，即符合“F1中雄性全为无毛植株、雌性全为被毛植株”；还可能基因位于常染色体上，但是具有从性遗传的特点，即雄性中只有AA表现为被毛，Aa和aa表现为无毛，而雌性中AA和Aa均为被毛，其它为无毛，因此亲本基因型为AA、aa，后代雌雄基因型全为Aa。

（1）假说二：控制叶鞘被毛与否的基因位于常染色体上，但性状与性别相关联。AA表现为被毛，aa表现为无毛，但是雄性个体基因型为Aa表现为无毛，雌性个体基因型为Aa时表现为被毛，出现这种现象的根本原因是基因的选择性表达，这说明了生物的表现型是基因和环境共同作用的结果。

（2）根据题意分析，从现有材料中选择合适的亲本设计一次杂交实验，探究上述假说是否成立，可以让F1雄性无毛植株与雌性被毛植株杂交，观察后代的表现型：如果假说一成立，F1雄性无毛植株的基因型为XaY，雌性被毛植株基因型为XAXa，则杂交后代出现雄性被毛：雄性无毛：雌性被毛：雌性无毛=1：1：1：1；如果假说二成立，则F1雄性无毛植株与雌性被毛植株基因型均为Aa，后代AA：Aa:aa=1:2:1，因此杂交后代会出现雄性被毛：雄性无毛：雌性被毛：雌性无毛=1：3：3：1。

（3）根据题意分析，用X射线照射紫茎植株Ⅰ后，再与绿茎植株杂交，发现子代有紫茎732株、绿茎1株（绿茎植株Ⅱ），说明紫茎对绿茎是显性性状，亲本紫茎基因型为NN，绿茎基因型为nn，后代出现了绿茎植株Ⅱ，可能是亲本紫茎发生了基因突变，基因型变为Nn，也可能是亲本紫茎一条染色体上N所在的片段缺失所致。

①若F2中绿茎植株占比例为1/4，为一对杂合子自交后代的性状分离比，说明绿茎植株Ⅱ的出现可能是基因突变所致。

②绿茎植株Ⅱ的出现的另一个原因可能是含N基因的染色体片段缺失，假设缺失染色体为O，则绿茎植株Ⅱ（nO）与正常纯合的紫茎植株Ⅲ（NN）杂交得到F1，F1基因型为NO、Nn，F1再严格自交，由于两条染色体缺失相同的片段个体死亡，则后代NN：NO：Nn：nn=2:2:2:1，因此后代绿茎植株的比例为1/7。